Fibres Contraintes par un milieu Granulaire – ConFiG

Balayer du sable, l’ancrage des racines de plantes dans le sol ou le renforcement de matériaux de construction par des fibres sont des exemples courants d'interactions mécaniques entre des fibres souples et des grains rigides. Or, modéliser l'évolution de fibres dans un écoulement granulaire reste un défi, que relève le projet ConFiG. La difficulté provient du couplage entre le mouvement des grains et la forme de la fibre, qui résulte d'un équilibre entre les forces élastiques internes et les contraintes externes (essentiellement des forces de frottement) imposées par le milieu. Nous nous attaquerons au problème fondamental des interactions d'une fibre flexible contrainte par un écoulement granulaire. Le projet ConFiG permettra le développement de modèles théoriques pour prédire les configurations de ces fibres contraintes, une étape cruciale pour mieux gérer les mélanges de fibres et de grains dans de futurs procédés. Nous travaillerons à l'échelle de fibres élastiques de différentes formes et propriétés mécaniques soumises à des charges mécaniques contrôlées, à l’aide d’expériences modèles et de simulations numériques pour rationaliser ces interactions. Quelles sont les forces de traînée et de portance subit par une seule fibre dans un milieu granulaire ? Quelles sont les formes sélectionnées dans un écoulement granulaire ? Lorsque les fibres sont disposées en réseau, comment les mouvements corrélés influencent les forces de traînée ? Les fibres ségrègent-elles dans un écoulement granulaire ? Notre objectif est de répondre à ces questions fondamentales qui sont à la base de développements futurs.